本文由開遠(yuǎn)市樂白道中心小學(xué)肖劍波老師提供
3D打印技術(shù)是一項(xiàng)非常具有前瞻性的技術(shù)，未來應(yīng)用前景十分廣闊，國際上科學(xué)技術(shù)水平較為先進(jìn)的國家，學(xué)生的技術(shù)課程中早已引入了“3D設(shè)計(jì)與打印技術(shù)”，2015年8月21日國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持國務(wù)院專題講座：“討論加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印等問題”。
國家已在發(fā)達(dá)地區(qū)開展了校園3D打印教學(xué)探索，我們云南也非常重視這一技術(shù)的引入，2015年暑假，省教育廳組織了“云南省中小學(xué)教師骨干3D打印集成系統(tǒng)”教育培訓(xùn)，并在云南省“全面改薄”項(xiàng)目中向全省中小學(xué)配發(fā)3D打印集成系統(tǒng)。
3D打印走進(jìn)了普通校園，有了設(shè)備，3D打印系統(tǒng)的應(yīng)用，3D軟件的使用，3D設(shè)備的管理，教學(xué)內(nèi)容，這一系列的課題亟待探索和研究，筆者在通過實(shí)踐與總結(jié)，對3D打印進(jìn)校園，提出一些建議。
一、普及3D知識(shí)，認(rèn)識(shí)3D打印
3D打印技術(shù)是一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，未來將廣泛運(yùn)用于醫(yī)療、建筑、教學(xué)各領(lǐng)域及日常生活中?，F(xiàn)在，3D打印來到校園，大家都感到新奇，驚嘆之余，不禁會(huì)說：“用它來做什么？怎么用這機(jī)器？難道只是打印幾個(gè)玩具嗎？打印出來的這些模型，街上也能買到……”3D打印是一個(gè)新事物，我們不了解它，就要去學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)它。學(xué)校對教師和部分學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，普及3D打印的相關(guān)知識(shí)，提高師生的對3D打印的興趣。
二、會(huì)用、會(huì)管3D打印設(shè)備
要會(huì)用，會(huì)管這套設(shè)備，首先，我們得了解這套設(shè)備，整套3D打印集成系統(tǒng)包含3D桌面打印機(jī)、3D掃描儀、3D軟件、掃描儀升降架、轉(zhuǎn)盤、電腦及部分維護(hù)工具、耗材。
根據(jù)這套設(shè)備的特點(diǎn)，學(xué)校在安放設(shè)備的時(shí)候盡量選擇稍寬暢，采光好的場所擺放。建議擺放到學(xué)校電腦室，這主要考慮到日后進(jìn)行3D建模教學(xué)時(shí)，可以充分利用學(xué)生機(jī)，讓3D教學(xué)與信息課有機(jī)結(jié)合起來，同時(shí)也是提高設(shè)備的利用率。由于3D打印對設(shè)備要求高，所以這次配發(fā)的設(shè)備配置都比較高，特別是電腦，CPU、內(nèi)存、顯卡等硬件都能滿足教師機(jī)的要求，完全可以作為教師機(jī)，既方便日后的3D教學(xué)，又可在機(jī)房建設(shè)中節(jié)約資金。
3D打印機(jī)是精密儀器，遇到故障時(shí)不可盲目拆修，最好先咨詢一下相關(guān)技術(shù)人員，平時(shí)操作時(shí)候，管理員要注意積累經(jīng)驗(yàn)，能排除常見故障。比如打印過程中打到一部分的時(shí)候，吐絲不暢，絲不能粘連到模型上，首先注意檢查絲盤是否出現(xiàn)纏絲，纏絲可能導(dǎo)致進(jìn)絲不順利，從而導(dǎo)致吐絲不暢，或者進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)。不能順利進(jìn)絲或退絲，是最常出現(xiàn)的故障，根據(jù)打印機(jī)進(jìn)絲的原理，可將絲頭剪成斜口，待快達(dá)到進(jìn)絲溫度時(shí)用手輔助送絲，一般能解決故障。使用過程中可能會(huì)遇到種種問題，管理員只要多動(dòng)腦筋，或者向技師、同仁虛心求教，絕大多數(shù)問題是可以解決的。
三、選好3D軟件，讓3D打印走進(jìn)孩子心中
3D打印系統(tǒng)里包含幾款3D設(shè)計(jì)軟件，其功能很強(qiáng)大，能滿足日常教學(xué)需要，其中Meshmixer主要對掃描模型進(jìn)行修復(fù)，Tinkercad主要用于建模。關(guān)于這兩款軟件的使用，培訓(xùn)資料上有詳細(xì)的講述，且從筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)談?wù)劷＼浖inkercad的運(yùn)用，Tinkercad的功能很豐富，對模型的處理比較細(xì)膩。但Tinkercad是一款國外的軟件，我們在使用的時(shí)候，需要漢化，漢化后，容易出現(xiàn)一些問題，比如在建模過程中軟件可能自動(dòng)關(guān)閉，操作者只好每操作一段時(shí)間就保存一下，以防軟件關(guān)閉，模型沒能保存。
在中小學(xué)教學(xué)中運(yùn)用的3D建模軟件，有沒有一款適合中小學(xué)生使用的國產(chǎn)軟件，筆者同發(fā)達(dá)地區(qū)的創(chuàng)客導(dǎo)師，一線教師交流過程中，認(rèn)識(shí)了3D One，經(jīng)過詳細(xì)的了解和運(yùn)用，3D One的確是一款很適合中小學(xué)生使用的3D軟件， 3D One軟件在設(shè)計(jì)的時(shí)候針對初學(xué)者的特點(diǎn)，運(yùn)用了比較直觀的視圖，介面清晰，各項(xiàng)功能都有對應(yīng)的視頻教程鏈接，可以幫助學(xué)習(xí)者及時(shí)解決問題。尤其值得一提的是3D One有各種版本，能滿足學(xué)生機(jī)系統(tǒng)不一的要求，免費(fèi)的家庭版可供師生安裝到家庭電腦上，課外學(xué)習(xí)。3D設(shè)計(jì)軟件比的就是服務(wù)，3D One在這方面做得很好，他們通過QQ群及時(shí)解決學(xué)員的困難，組織講師定期在QQ群中進(jìn)行視頻授課，同時(shí)邀請技術(shù)好的老師和學(xué)生做創(chuàng)客導(dǎo)師，給學(xué)員更直接的幫助。
四、校本教材的開發(fā)
開設(shè)一門課程，我們得解決學(xué)生學(xué)什么，老師教什么的問題，由于3D打印課程剛剛進(jìn)入學(xué)校，沒有現(xiàn)成的教材可供學(xué)校使用，筆者在參考了北京等地學(xué)校的3D打印校本教材，綜合一些3D打印軟件公司設(shè)計(jì)的教材后，覺得編寫校本教材也不難，就是把操作步驟和技術(shù)要領(lǐng)寫下來，輔以軟件截圖構(gòu)成，筆者以《掃掠功能巧制彈簧》為例簡要介紹：
1.打開3D One；
2.在畫面中心點(diǎn)插入一個(gè)六面體，長20mm,
寬20mm，高100mm；（如圖1）
3.運(yùn)用扭曲工具將六面體扭曲1200度；（如圖2）
……
8.打開掃掠工具，把圓沿曲線掃掠出彈簧，刪除扭曲的六面體；（如圖6-8）
圖文結(jié)合的方式開發(fā)出的校本教材，對學(xué)生學(xué)習(xí)有明確的指導(dǎo)性。
五、微課在3D教學(xué)中的應(yīng)用
微課以視頻的方式向?qū)W習(xí)者展示某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者某項(xiàng)操作技能的特點(diǎn)非常符合3D建模的教學(xué)。課堂時(shí)間非常有限，課后又容易忘記，所以微課的應(yīng)用就能很好彌補(bǔ)3D建模教學(xué)的不足，筆者在帶學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，邊講邊用錄屏軟件把操作過程錄下來，邊錄邊講解，然后把視頻發(fā)布到視頻網(wǎng)站，將視頻鏈接分享給學(xué)生。課后，學(xué)生可以通過電腦，手機(jī)等觀看微課，自主學(xué)習(xí)。
六、校園創(chuàng)客
創(chuàng)客的意思就是努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人，3D打印進(jìn)校園，一個(gè)很重要的目的就是培養(yǎng)孩子的創(chuàng)造力，大人的思維總是受現(xiàn)實(shí)的限制，孩子要自由得多，3D打印課程能讓孩子的天馬行空“變現(xiàn)”。一次在教一個(gè)六年級(jí)的孩子設(shè)計(jì)QQ企鵝時(shí)，筆者按照騰訊的方案把小企鵝黑白相間，身材渾圓，樣子很萌，孩子很喜歡，等他開始自己設(shè)計(jì)的時(shí)候就把企鵝的腦袋和身子給分開了，問他為什么？他說他設(shè)計(jì)的企鵝是未來科技，腦袋是磁懸浮的，能三百六十度旋轉(zhuǎn)……多好的創(chuàng)意??！我們開展的3D教學(xué)，培養(yǎng)了孩子創(chuàng)造力，使他們成為校園創(chuàng)客。
3D打印來了，需要學(xué)校以開放積極的態(tài)度接受這一新事物，給予多方面的支持，需要老師用心去研究。3D打印讓孩子更接近自己的夢想，3D打印，我們共同去探索和研究，讓3D打印走進(jìn)我們的校園，走進(jìn)我們的生活。
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更新時(shí)間：2018-08-30
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